就在東風5型內燃機車開始小批量投產的時候，1976年7月28日淩晨發生了震驚中外的唐山大地震。地震前壹天晚上，第二輛東風5型機車(0002)已經組裝完畢，準備前往京山鐵路試運行。地震發生時，唐山機車車輛廠處於震中，大部分被夷為平地，1700多名員工遇難。在當時極其困難的條件下，唐山機車車輛廠職工冒著余震的危險，積極恢復生產。震後不到兩個月，第二輛東風5型機車於9月1976出廠，成為唐山機車車輛廠抗震復產修復的第壹輛機車，被命名為“抗震”。抗震機車的誕生，標誌著當時唐山工人百折不撓的意誌和不屈不撓的精神。1976年底至1979年底，唐山工廠在廢墟上搭建臨時簡易工棚，利用震後修復的機械設備生產了25臺東風5型機車。這些早期的東風5型機車壹直被稱為抗震號，或者抗震型。到1981年，唐山機車車輛廠共生產了32臺東風5型內燃機車。由於第壹批東風5型機車是唐山大地震後前期生產的，機車主要零部件的加工質量比較差，機車的低負荷性能和柴油機、增壓器的匹配性能還存在問題。為了進壹步改進東風5型機車，大連機車車輛廠在鐵道部的統壹安排下，在唐山工廠停產後重新設計了東風5型機車和8240Z型柴油機。1983年，大連工廠在8240Z V柴油機的基礎上重新設計了8缸直列8240ZJ柴油機，性能與8240Z柴油機相同。1984年9月，大連工廠試制的壹臺東風5型機車(1001)出廠。機車經過壹系列性能試驗後，交付濟南鐵路局濟南機務段進行運行考核。重新設計後的新型東風-5型機車不僅消除了原型車振動大等缺點，而且起動牽引力和持續牽引力也有了很大提高。
根據鐵道部工業局的安排，改進後的東風5型內燃機車於1984移交給青島四方機車車輛廠，正式投入批量生產。根據四方廠的工藝特點，四方廠生產的8240ZJ柴油機采用整體鑄造缸體和合金鋼曲軸，提高了柴油機的可靠性和耐久性。東風5型機車獲1988鐵道部科技進步獎，1989國家科技進步二等獎，1991鐵道部優質產品稱號。
四方廠自1985開始生產8240ZJ柴油機以來，先後解決了燒瓦、油壓低、手柄停車、燒油泵、水泵漏油、增壓器不可靠等慣性質量問題。從1992開始，四方廠開始對8240ZJ柴油機的經濟性和可靠性進行改進，從增加功率、提高部分工況的經濟性和可靠性等方面進行研究，先後研制出強化型8240ZJC柴油機、8240ZJD柴油機和雙流增壓8240ZJS柴油機。東風5型機車搭載8240ZJC柴油機的試驗生產從1994開始，共生產251臺(1701 ~ 1951)，柴油機裝載功率提高到1320 kW。
1989年四方廠根據鐵道部要求研制東風5型港口機車，用於中蘇邊境地區的港口過境鐵路運輸。至今已生產26臺機車(4001 ~ 4011；5001 ~ 5015)，其中4001 ~ 4011號為寬軌機車，軌距為1524 mm，5001 ~ 5015號為65448。這些口岸機車主要屬於烏魯木齊鐵路局烏魯木齊機務段(阿拉山口口岸)、呼和浩特鐵路局濟寧機務段(二連浩特口岸)、哈爾濱鐵路局牡丹江機務段(綏芬河口岸)。
2001四方機車車輛廠對東風5型機車進行了技術改進，研制出改進型東風5型機車，解決了原東風5型機車的慣性質量問題，提高了機車的通用性、系列化、模塊化和標準化，改進了零部件和生產工藝，從而提高了可靠性。東風5改進型機車仍配備8240ZJC柴油機，采用標準化駕駛室、無級調速裝置、PLC控制裝置、微機控制裝置、交流輔助電機等技術。機車最高速度100 km/h，持續速度21.6 km/h，啟動牽引力435 kn，持續牽引力324 kn。到2006年，改進後的東風-5型機車已由四方廠生產，共計132臺(1952 ~ 2083)。
到2006年，唐山機車車輛廠、大連機車車輛廠和四方機車車輛廠生產了1100多輛東風5型機車。
此外，壹些東風5型機車已經翻新，以幫助朝鮮。在韓國鐵路系統中，這些機車都有編號？1xx(Naey？n 1xx；內燃1×××)。